[C++]BYTE配列のビット操作

Question

プログラミング初心者です。C++の質問なんですが、ただいま困っています。
BYTE型の配列から、任意の位置のbitから任意の数だけbitを読み込み、
読み込んだbitを10進数に変換したいのですが、やり方がわかりません。

例えば、
BYTE byteArray[4];
↑この配列には、
[0] = 10101010
[1] = 11101010
[2] = 11010001
[3] = 10101011
というデータが入っているとして(適当)、

int BitLen = 10; // 任意の数
int BitPosition = 10; // 任意の位置

↑上記のような設定だと、読み込むbitは
[0] = 10101010
[1] = 11101010
ここから ↑
[2] = 11010001
ここまで ↑
[3] = 10101011

上記のように読み込み、読み込んだbitは0010001010となって、
これを10進数に変換したいです。いろいろ考えましたが、いまいちやり方がわかりません。
どなたか、ご助力のほど宜しくお願いします。

Comments

[kopio]

どこをどう取ったら「0010001010」になるか教えてください。
すっごくもやもやしてすっきりしません。

[09logic]

回答が遅くなり申し訳ありません。
0010001010についてですが、これは間違いですね。起きてすぐに質問を書いたからかも分かりませんが、自分のミスです。申し訳ありませんでした

Answer 1

質問文の読み方が悪いのかビット列のどこを取っても0010001010という並びが出てこないのでビット列の前後をどう解釈するのかなど細かい仕様が読み取れないのですが、総論で。

問題を3段階に分けると易しくなります。
・配列からi番目のビットを取り出す
・ビット並びを数値とする
・数値を十進化する
こうですね。

最初の課題は、上に書いた通りで、何を持ってi番目とするのか、の仕様を質問者様しか把握していないことなので、これはお任せします。
int bit_at(int i);
という形式の関数かマクロにしたことにしましょう。

2番目の課題です。
こうなりますね。

int result = 0;
for(int i = 0; i < bitLen; ++i)
{
  result |= (bit_at(i + bitPosition) << i);
  // もしくは、こういう意図ですかね？
  // result |= (bit_at(i + bitPosition) << (bitLen - i - 1);
}

最後に、十進化するのはおなじみpritfです。

printf("%d\n", result);

Comments

[09logic]

問題を分けると分かりやすいですね。
勉強になります、ありがとうございます。

Answer 2

byteArrayの配列を1つつながりと考えて（例えば4バイト分の配列なら32ビット分）、その連続したビット列の先頭(LSB)から数えてN個目のビットからM個のビットを取り出して数値に直す、ということですね？

いろいろやり方はあるかもしれないけれど、1つの方法としてまず配列の各要素を2進数の文字列に変換してそれを全て1つの文字列として連結し、文字列のお尻から先頭に向かってN個目の文字から先頭に向かってM個の文字を切り出し、それを数値変換する、という方法が考えられます。

アルゴリズムの勉強になるのであとは自分で考えてください。

Comments

[09logic]

ご回答いただきありがとうございます。
皆さんに頂いたご回答から、色々考えましたが、今回は文字列化してそれを数値変換する方法にしました。
皆さま、本当にありがとうございます。また機会があればよろしくお願いします。

Answer 3

BYTE配列を二進数の文字列で表現する方法はあるのでしょうか？

#include <iostream>
#include <bitset>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
  unsigned char bytes[4] = { 0xAA, 0xEA, 0xD1, 0xAB };
  string result;
  for ( unsigned char byte : bytes ) {
    result += bitset<8>(byte).to_string();
  }
  cout << result << endl;
}

Comments

[09logic]

ご回答ありがとうございます。
参考に致します。

Answer 4

4バイト固定ならuint32_t型の整数に突っ込んで32bitの符号無し整数として扱うのはだめでしょうか？リトルエンディアンであるとか1バイト=8ビットであるとか処理系依存になるかもしれませんが、BYTEってそもそもVC++の特有の処理系依存の型なので、問題ないかと思います。

Comments

[09logic]

ご回答いただきありがとうございます。
参考に致します。

Answer 5

8 ビットですので、スタートするのは 8で割った商番目の要素の余り番目(0 ベース)のビットです。
11010011 の 2 番目のビット(0 ベースなので、一番右を 0 番目、その左隣を 1 番目と呼びます。つまり右から数えて 3 番目のことです)が知りたければ、1 << 2 と & を取り、結果が 0 であれば該当ビットは 0、0 以外であれば 1 となります。

10 番目の場合は、8 で割った商が 1、余りが 2 なので、[1] と 1 << 2 の & で出ます。

同様にして 11 番目 12 番目それ以降も出ますので、後はループに入れたら完成です。

Comments

[09logic]

ご回答ありがとうございます。
参考にいたします。

Answer 6

こんな回答が欲しいんじゃないことは百も承知で:

#include <iostream>
#include <bitset>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
// 文字列化したbit列の10番目から10文字を取り出し、数値に変換して出力
  cout << bitset<64>(string("10101010111010101101000110101011").substr(10,10)).to_ulong();
}

Comments

[09logic]

なるほど・・・。
調べろと言われそうですが、BYTE配列を二進数の文字列で表現する方法はあるのでしょうか？もしご存知でしたら教えていただけませんでしょうか。。